Injektážní materiály Crackseal pro injektáž aktivních trhlin

Trhliny lze posuzovat podle mnoha hledisek. Jedno ze základních dělení je na trhliny stabilizované (neaktivní) a aktivní. Článek se zabývá systémem materiálů, určených k sanaci aktivních trhlin v betonových konstrukcích a umožňujících jejich trvale pružné utěsnění.

1. Příčiny vzniku trhlin

Vznik trhlin v betonové konstrukci je důsledkem překročení namáhání materiálu (tah, smyk, kroucení), na které je konstrukce dimenzována. Jinou příčinou poškození mohou být změny vnějších podmínek, které v době navrhování konstrukce nebylo možno předpokládat. V horším případě to může být chyba v projektu nebo technologická nekázeň. Obecně jsou tyto vlivy pojmenovány jako objemové změny a vnější zatížení včetně vnucených deformací.

2. Princip sanace aktivních trhlin

Sanace trhlin vyžaduje komplexní přístup, který sestává ze stanovení příčin vzniku trhlin, definice požadavků na výsledek sanace a z návrhu způsobu sanace trhlinami narušené konstrukce. Konečný výsledek závisí na mnoha veličinách, mezi nimi také na návrhu a způsobu aplikace vhodného sanačního materiálu.

Pouze ve výjimečných případech znamenají trhliny riziko pro stabilitu konstrukce. V takovém případě se k silovému spojení trhlin používají epoxidové pryskyřice. Častěji se však u betonových konstrukcí vyskytují trhliny, které přímo stabilitu konstrukce neohrožují. Sanace tvrdými epoxidovými pryskyřicemi tedy není nejvhodnější. Jejich přilnavost, potažmo pevnost lepeného spoje je vyšší než pevnost betonu v tahu nebo tahu za ohybu. To s sebou nese riziko, že při dalším zatížení konstrukce vzniknou trhliny nové, tentokráte na jiném místě. Beton tak nebude schopen plnit funkci ochrany betonové výztuže proti korozi, způsobované vodou a dalšími nepříznivými vlivy. Zajistit tuto funkci lze utěsněním trhlin trvale pružným materiálem, který se přizpůsobí chování betonu.

3. CRACKSEAL – systém pro sanace aktivních trhlin

Právě pro utěsnění aktivních trhlin byl vyvinut systém vysoce pružných těsnicích polyuretanových injekčních pryskyřic CRACKSEAL firmy CarboTech. Systém tvoří dvousložkové pryskyřice CRACKSEAL H a CRACKSEAL M. Řadu doplňuje jednosložková injekční pryskyřice CARBOSTOP H a tmel CARBOPAST H.

Výrobky CRACKSEAL jsou pomalu reagující, stále pružné pryskyřice s nízkou viskozitou při aplikaci, které zaručují dokonalý výsledek při vyplňování trhlin a utěsňování téměř všech stavebních materiálů a konstrukcí. Velmi dobře ulpívají na suchém i mokrém povrchu, CRACKSEAL M je schopen přilnout i na betonový povrch nasáklý naftou. Materiály se vyznačují vysokou odolností proti dotržení.

CRACKSEAL M nabízí výborné hodnoty průtažnosti a dobrou pevnost v trhu. Je hydrofobní a na kontaktu s vodou téměř nepění.

CRACKSEAL H je výrobek s nejlepšími parametry. V souladu s předpisem ZTV - RISS 93 je schválen Německým institutem dopravy k injektáži omezeně roztažných trhlin v mostech a jiných inženýrských stavbách. Jeho aplikace zajistí uzavření (zbrzdění nebo zabránění přístupu látek podporujících korozi do konstrukčních prvků přes trhliny), utěsnění (odstranění netěsností konstrukčního prvku způsobených trhlinami) a vytvoření omezeně roztažného spojení obou stěn trhliny. V ČR je schválen pro sanaci konstrukcí dopravních staveb a Hlavním hygienikem ČR je schválen pro styk s pitnou vodou.

CARBOSTOP H je velmi rychle reagující, vysoce pěnivá polyuretanová pryskyřice, určená pro okamžité zastavení vody, vytékající z trhliny v sanované konstrukci. Používá se jako první stupeň dvoustupňové injektáže pro předtěsnění. Jako druhý stupeň se provede injektáž pryskyřicí typu CRACKSEAL.

CARBOPAST H je chemicky vytvrzující dvousložkový polyuretanový tmel, který se používá pro uzavření trhlin se šířkou nad 3 mm. Je omezeně roztažný, takže se dokáže přizpůsobit chování betonové konstrukce.

CRACKSEAL H společně s CARBOSTOP H a CARBOPAST H tvoří ucelený sanační
systém, který byl schválen dle předpisu ZTV – RISS 93.

4. Použití systému CRACKSEAL

Systém CRACKSEAL je vhodný pro těsnění trhlin, vzniklých např. od dynamického namáhání (mosty), nestejnoměrného oslunění, např. konstrukcí vodojemů a nádrží nebo prudkým střídáním teplot od technologického procesu (chladicí věže). Zabraňuje přístupu vody k betonářské výztuži a tím vzniku koroze výztuže. Je také určen k těsnění trhlin v masivních konstrukcích, které nebyly dostatečně dilatovány.

Dalšími možnostmi použití jsou případy:

utěsnění cihelného zdiva a betonových konstrukcí proti zemní vlhkosti injektáž pracovních spár monolitických konstrukcí přes předem vloženou injektážní hadici dotěsňování pracovních spár již hotových konstrukcí utěsňovací práce na vnitřních obezdívkách tunelů, betonových van a podzemních stěn, realizovaných dle ZTV – RISS 93

5. Zpracování

5.1 Jako jednosložková pryskyřice

CRACKSEAL se může zpracovávat dvěma rozdílnými způsoby. Je-li prováděna injektáž trhlin v souladu s předpisem ZTV – RISS 93, preferuje se jednosložková aplikace. Jednotlivé složky pryskyřice se předem pečlivě smísí v poměru 1 : 1 a injektují se jednosložkovým čerpadlem. Je nutno dodržovat dobu zpracovatelnosti, která se liší podle typu pryskyřice. Injektáž aktivních trhlin probíhá v době, kdy jsou spáry nejvíce rozevřeny, tj. v zimních měsících. Nejnižší teplota, při které je injektáž povolena, je 6 °C.

Pryskyřice se zpravidla injektují do utěsňované trhliny přes pakr osazený do vrtu. Vrty se provádějí podél trhliny a jsou vedeny tak, aby trhlinu protínaly pod úhlem 45°, viz Obr. 1. Jako první je injektováno nejnižší místo trhliny a dále se postupuje směrem nahoru. Pokud jsou okraje trhliny suché, je nutno trhlinu dle požadavku předpisu ZTV - RISS 93 nejprve propláchnout vodou.

V případě, že z trhliny vytéká velké množství vody, provede se dočasné zastavení přítoků předinjektáží rychlým systémem CARBOSTOP H. Do vhodného místa se provede vrt, osadí se pakrem a provede se injektáž. Po zastavení přítoků je možno injektovat pružným systémem CRACKSEAL.

Obr. 1 – Upevnění pakru v předvrtaných otvorech (povrch trhliny není zatěsněn) 
 

5.2 Jako dvousložková pryskyřice

Druhá možnost je zpracovávat systém CRACKSEAL jako dvousložkový. Jednotlivé složky pryskyřice jsou dvousložkovým čerpadlem dopravovány odděleně až k místu injektáže, kde před vstupem do vrtu dojde k jejich smísení ve statickém směšovači v poměru 1 : 1. V tomto případě odpadá nutnost sledování doby zpracovatelnosti, takže práce je pohodlnější.

5.3 Injektážní hadice

Aplikace přes injektážní hadice je zvláště vhodná pro utěsnění pracovních spár nebo míst spodních staveb monolitických konstrukcí, tedy v místech, kde se nejčastěji vyskytují netěsnosti. Před betonáží se injektážní hadice osadí a zajistí proti nežádoucímu zanesení. Možnost zahájení injektáže závisí na daném technologickém předpisu použité betonářské směsi. Lze použít oba způsoby zpracování pryskyřic CRACKSEAL. Dlouhá doba zpracovatelnosti umožní zainjektovat pracovní spáry v celé ploše.

Tabulka 1. Reakční data systémů CRACKSEAL

Tabulka 2. Mechanická data systémů CRACKSEAL

  * Teplota, při které dochází ke snížení elastických vlastností pryskyřice.
** Hodnoty stanoveny zkouškami v ITC – Institutu testování a certifikace, Zlín.
*** Porušená plocha po 150 cyklech

6. Závěr

Při schvalování systému CRACKSEAL H, CARBOSTOP H a CARBOPAST H dle předpisu ZTV - RISS 93 byly hmoty podrobeny řadě náročných zkoušek. Zkoušeny byly fyzikální vlastnosti hmot a následně proběhlo ověření metody injektáže na zkušebních tělesech porušených trhlinami. Přitom podmínky se velmi blížily skutečnosti – injektážní práce probíhaly při teplotě 5 °C. Všechny předpisem požadované parametry byly splněny, v některých případech dokonce několikanásobně. V závěrečném hodnocení způsobilost systému byla ohodnocena takto:

„Na základě předložených výsledků zkoušek není vůči použití metody injektování CarboTech s plnicím materiálem CRACKSEAL H (PUR) a CARBOSTOP H (SPUR) pro omezeně rozpínavé plnění trhlin se zohledněním jejich specifických materiálových vlastností žádných výhrad.“

Výsledky zkoušek a citované hodnocení považujeme za dobré doporučení pro rozšíření systému CRACKSEAL také v České republice.

Literatura:
- Doc. RNDr. Ing. Petr Štěpánek, CSc., Hodnocení trhlin z hlediska oprav. Požadavky na sanační materiály., Sborník ze semináře CONCON 98, Praha
- Dr. Wolfgang Cornely, Přednáška na 2nd International CT-Workshop 1998, Essen
- ZTV – RISS 93, Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für das Füllen von Rissen in Betonteilen (Dodatečné technické smluvní podmínky a směrnice pro plnění trhlin v betonových konstrukcích), Bundesminister für Verkehr, Abtailung Straßenbau, 1993
- Zpráva č. 99011 o základních zkouškách jedno- a dvousložkových metod injektování CarboTech s plnicím materiálem CRACKSEAL H (PUR), CARBOSTOP H (SPUR) k uzavírání, utěsňování a omezeně pružnému spojování trhlin, Institut für Massivbau, Universität GH Essen, 1999
- Technické listy hmot a propagační materiály CarboTech – Bohemia s.r.o.

zpět na seznam